Шарнирная муфта насосных штанг

Авторы патента:

Кочеков Михаил Артемьевич (RU)

Ситдиков Марат Ринатович (RU)

Ишемгужин Игорь Евгеньевич (RU)

E21B17/04 - между штангой и долотом или между штангами

Владельцы патента RU 2499877:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для использования при механизированном способе добычи нефти с применением штанговой колонны в искривленном стволе скважины. Соединительная муфта насосных штанг включает составной корпус, содержащий полую верхнюю и нижнюю полумуфты. Полумуфты связаны между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца. Шаровой палец установлен в нижней полумуфте посредством присоединительной резьбы и соединен с верхней полумуфтой в седле по сферической поверхности с зазором, заполненным смазывающей жидкостью. При этом верхняя полумуфта имеет ребра жесткости на контакте шарового пальца с седлом установлена полиамидная прокладка. Весь узел изолирован от внешней среды резиновой прокладкой и прижимным пыльником. Конструкция позволяет снизить износ шарового узла, частоту отворотов и обрывов колонны штанг вследствие уменьшения воздействия напряжения изгиба и кручения на искривленных участках ствола скважины. Такая конструкция способствует повышению надежности работы шарнирной муфты насосных штанг в наклонно направленных скважинах и повышению межремонтного периода колонны штанг. 3 ил.

Известна комбинированная буровая штанга /см. а.с. СССР №1740614, кл. E21B 17/20, 1992/, содержащая полый корпус с резьбовыми участками по концам. На одном из концов корпуса установлен полый наконечник, имеющий сферическую поверхность в своей средней части. На другом конце корпуса размещена муфта, имеющая внутреннюю сферическую поверхность, ответную сферической поверхности наконечника. В начале взаимодействия каждой очередной штанги с буровым станком резьбовой хвостовик наконечника ввинчивается в резьбовой участок корпуса штанги, передавая крутящий момент всем предшествующим штангам. Однако известное устройство не пригодно для соединения насосных штанг.

Известна шарнирная муфта штанговой колонны /RU 2124109 кл. E21B 17/00, 27.12.1998/, выполненная в виде стакана с внутренней расточкой и присоединительной резьбой для штанг на одном конце, разрезной опорной втулки, жестко связанной со вторым концом стакана и снабженной конической расточкой, размещенной внутри стакана на уровне его расточки, и полуштанги со сферической головкой, размещенной в расточке стакана и кинематически связанной одновременно с конической расточкой разрезной опорной втулки и торцом штанги, ввернутой в резьбовой конец стакана, а тело полуштанги размещено в осевом отверстии разрезной опорной втулки с радиальным зазором. Недостатком устройства является, отсутствие системы смазки и изоляции шарнирного узла от внешней агрессивной среды, сложность конструкции, высокая вероятность возникновения изгибающего момента на контакте полуштанги со сферическим наконечником и опорной втулкой в искривленных участках ствола скважины.

Известна соединительная муфта насосных штанг /RU 2017930 кл. E21B 17/05, 15.08.1994/, содержащая корпус из двух частей, каждая из которых снабжена двумя роликами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, и шарнирное соединение в виде шарового пальца, один конец которого жестко связан с верхней частью корпуса, а другой, посредством полумуфты с внутренней шаровой сферой - с нижней частью корпуса. Недостатком данной конструкции является сложность конструкции и невозможность вращения полумуфт относительно друг друга, также отсутствует система смазки и изоляции шарнирного узла от внешней агрессивной среды.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является соединительная муфта насосных штанг /RU 2211909 кл. E21B 17/01, 10.09.2003/, содержащая составной корпус, связанный между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца. При этом данная конструкция, как и предлагаемая, обеспечивает не только поворот частей корпуса (полумуфт) по вертикали, но и их вращение вокруг собственной оси вследствие воздействия нагрузок.

Недостатком известного устройства является отсутствие стопорящего шаровой палец элемента, также конструкцией не предусмотрены система смазки и изоляции от внешней агрессивной среды (механических примесей, воды и т.д.) шарового узла, что в совокупности снижает надежность устройства.

Задачей изобретения является упрощение конструкции шарнирной муфты насосных штанг, исключение воздействия крутильных и изгибающих колонну штанг моментов и увеличение надежности представленного изделия.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства шарнирной муфты насосных штанг, обеспечивающего поворот и взаимное вращение элементов колонны штанг в искривленном стволе подъемных труб, при этом изменение угла поворота осуществляется обратно пропорционально крутящему моменту, возникающему вследствие силы трения между колонной штанг и колонной подъемных труб.

Указанная задача решается тем, что в предложенной шарнирной муфте, корпус, состоящий из двух полумуфт, обеспечивает их взаимное вращение и поворот друг относительно друга, с помощью шарового узла, при этом изоляция данного узла от внешней среды и предотвращение выхода смазывающей жидкости осуществляется с помощью резиновой прокладки и прижимного пыльника. Особенность заключается в том, что шаровой узел включает в себя систему смазки с полиамидной прокладкой обеспечивающих уменьшение износа трущихся зон, при этом седло шарового пальца представляет собой единый корпус с верхней полумуфтой имеющей ребра жесткости, шаровой палец в свою очередь соединяется с нижней полумуфтой присоединительной резьбой и фиксируется стопорным кольцом.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства (продольное сечение устройства); фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - вид В на фиг.1.

Шарнирная муфта насосных штанг содержит верхнюю полумуфту 1 включающую в себя седло 2 шарового пальца 3 с ребрами жесткости 4 и нижнюю полумуфту 5, с установленным в него посредством присоединительной резьбы, упорного бурта 6 и стопорного кольца 7 шаровым пальцем 3, связанные в шаровой узел. Полость шарового узла, заполненная смазывающей жидкостью 8 с вставленной на контакте шарового пальца и седла полиамидной прокладкой 9, изолирована от внешней среды резиновой прокладкой 10 и прижимным пыльником 11.

Устройство работает следующим образом, в наклонно направленных и искривленных скважинах при движении колонны штанг и возникновении изгибающих и крутильных усилии, в случае отсутствия выше по колонне штанг аналогичных устройств, происходит вращение и поворот нижней полумуфты 5 в шаровом узле, включающем седло 2 шарового пальца и шаровой палец 3, при этом нагрузки от нижней полумуфты 5 через шаровой палец 3 и полиамидную прокладку 9 передаются на верхнюю полумуфту 1.

При повороте нижней полумуфты 5 прижимной пыльник 11 толкает резиновую прокладку 10 для предотвращения выхода из шарового узла смазывающей жидкости 8, обеспечивающей в совокупности с установленной полиамидной прокладкой снижение силы трения между седлом шарового пальца 2 и шаровым пальцем 3.

Предлагаемое устройство позволяет снизить износ шарового узла, частоту отворотов и обрывов колонны штанг вследствие уменьшения влияния напряжения изгиба и кручения на искривленных участках ствола скважины, что в комплексе способствует повышению надежности работы шарнирной муфты насосных штанг в наклонно направленных скважинах и повышению межремонтного периода насосного оборудования.

Соединительная муфта насосных штанг, включающая составной корпус, содержащий полую верхнюю и нижнюю полумуфты, связанные между собой шарнирным соединением, выполненным в виде шарового пальца, установленного в нижней полумуфте посредством присоединительной резьбы и соединенного с верхней полумуфтой в седле по сферической поверхности с зазором, отличающаяся тем, что верхняя полумуфта имеет ребра жесткости, зазор заполнен смазывающей жидкостью, на контакте шарового пальца с седлом установлена полиамидная прокладка и весь шаровой узел изолирован от внешней среды резиновой прокладкой и прижимным пыльником.

Резьбовое соединение с усовершенствованными эластичными уплотнительными кольцами // 2472916

Изобретение относится к области трубных соединений, используемых при изготовлении нефтегазопромысловых труб и труб для морских трубопроводов. .

Изолированное резьбовое трубное соединение, устойчивое к последовательным нагрузкам давлением // 2471058

Разъемное соединение бурового инструмента // 2468180

Изобретение относится к горному инструменту, а именно к соединениям буровых штанг с коронками, преимущественно для ударно-вращательного бурения. .

Буровое оборудование и его охватывающая и охватываемая части // 2459924

Самобурящий анкерный болт и анкерное устройство для него // 2454543

Изобретение относится к горному делу, в частности самобурящим анкерным болтам для крепления кровли и стен горной выработки. .

Резьбовой элемент детали с противоположными частями резьбы и соответствующим трубным резьбовым соединением // 2454525

Изобретение относится к резьбовым соединениям. .

Способ припасовки рабочих резьбовых калибров // 2450116

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области калибровки резьбовых калибров соединений обсадных труб и муфт к ним. .

Быстроразъемное герметичное соединение трубчатых деталей и способ его сборки-разборки // 2446266

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию, в частности к насосно-компрессорным трубам (НКТ). .

Герметичное резьбовое соединение труб в технологической колонне геологоразведочной бурильной установки // 2440481

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к резьбовым соединениям бурильных или обсадных труб. .

Соединение профильных труб перекрывателей скважин // 2509863

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к соединениям профильных труб, расширяемых в процессе перекрытия ими зон осложнения бурения или нарушения герметичности обсадных колонн в скважинах. Техническим результатом данного изобретения является уменьшение жесткости поперечного сечения соединения и исключение перетока жидкости между стенками перекрывателя и скважины. Соединение профильных труб перекрывателей скважин содержит профильные трубы с цилиндрическими концами, которые снабжены муфтовой и ниппельной резьбой на взаимообращенных поверхностях. Также имеются средства герметизации соединения, выполненные в виде двух эластичных колец. Одно из колец установлено в расширенном кольцевом муфтовом конце со стороны внутреннего стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. В ниппельном конце выполнено сужение под второе эластичное кольцо со стороны наружного стыка резьбы между взаимообращенными цилиндрическими поверхностями резьбового и кольцевого участков. При этом наружный стык выполнен в виде конусных плотно прилегающих взаимообращенных поверхностей труб. Выше и/или ниже резьбового соединения на цилиндрическом участке выполнено сужение в виде чередующихся кольцевых утолщений и впадин. На наружной поверхности сужения приварена эластичная манжета заподлицо с цилиндрическим участком. 2 ил.

Трубный компонент для бурения и эксплуатации углеводородных скважин, и образуемое в результате резьбовое соединение // 2516775

Группа изобретений относится к трубному компоненту для резьбового соединения. Соединение на одном из концов имеет резьбовую зону, сформированную на его наружной или внутренней периферийной поверхности в зависимости от того является ли резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа. Указанный конец заканчивается концевой поверхностью, а резьбовая зона на протяжении по меньшей мере одного участка содержит витки резьбы, которые при рассмотрении в продольном разрезе, проходящем через ось трубного компонента, содержат вершину витка резьбы, основание витка резьбы, нагруженную сторону и ударную сторону. Ширина вершин витка резьбы уменьшается в направлении концевой поверхности, в то время как ширина оснований витка резьбы увеличивается. Профиль нагруженных сторон и/или ударных сторон, при рассмотрении в продольном разрезе, проходящем через ось трубного компонента, содержит центральный участок сплошной кривой, которая оснащена точкой перегиба. Указанный профиль является выпуклым возле вершины витка резьбы и вогнутым возле основания витка резьбы. Также описано резьбовое соединение. Технический результат заключается в повышении надежности резьбового соединения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Резьбовое соединение бурильных труб // 2521123

Изобретение относится к буровой технике и касается преимущественно резьбового соединения замков бурильных труб геологоразведочного и нефтяного сортамента. Резьбовое соединение состоит из муфты, ниппеля и прорезной пружины, установленной между упорным уступом муфты и упорным торцом ниппеля. Причем между упорным уступом ниппеля и упорным торцом муфты образуется ликвидируемый в процессе затяжки соединения и сжатия пружины зазор, величина которого равна ходу пружины и, согласно ее параметрам, строго соответствует заданной осевой нагрузке на внутренний упорный стык. После затяжки соединения обеспечивается строго заданная осевая нагрузка на наружный упорный стык. Технический результат заключается в обеспечении создания строго заданных осевых нагрузок на внутренний и на наружный упорный стык, сохранение их соотношения на весь период эксплуатации. Надежное функционирование обоих упорных уступов позволяет увеличить осевую силу затяжки резьбового соединения в 1,5 раза и соответственно повысить его статическую прочность и циклическую долговечность. 1 ил.

Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса // 2526933

Изобретение относится к соединениям насосных штанг для привода винтовых насосов. Техническим результатом является повышение прочности на кручение и устойчивости к нагрузкам на разрыв. Соединительное устройство насосной штанги для винтового насоса содержит накидную втулку с внутренним уступом с одной стороны и внутренней резьбой с другой стороны, стержень штанги, накидную гайку и позиционирующую гайку. Стержень штанги выполнен с наружной резьбой, а также клиновидным пазом на одном торце и с клиновидным выступом на другом торце. При этом со стороны клиновидного выступа на стержне установлены накидная гайка и направляющая накидная втулка, внутри которой до контакта с ее внутренним уступом на стержень установлена позиционирующая гайка. Клиновидный выступ выполнен с возможностью его размещения в клиновидном пазу соседнего стержня при соединении последнего с направляющей накидной втулкой. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Узел для создания резьбового соединения, способ свинчивания и развинчивания указанного соединения и использование указанного соединения в водоотделяющей колонне для подземного ремонта // 2526939

Изобретение относится к узлу для создания резьбового соединения, способу свинчивания и развинчивания указанного соединения и использованию указанного соединения в водоотделяющей колонне для подземного ремонта. Техническим результатом является создание узла резьбового соединения со сниженным риском несвоевременного развинчивания при эксплуатации. Узел резьбового соединения содержит первый и второй трубчатые компоненты, имеющие ось вращения (4). На одном из концов (1; 3) каждого компонента расположена охватываемая резьбовая зона (10; 30), выполненная на внешней кольцевой поверхности. Каждый из указанных концов (1; 3) оканчивается конечной поверхностью (15; 35), содержащей средства (14; 34), которые вместе образуют зубчатую муфту прямой передачи для обеспечения фиксации первого и второго трубчатых компонентов во вращении. Узел резьбового соединения также содержит третий трубчатый компонент, который также имеет ось вращения (4). На внутренней кольцевой поверхности каждого из концов третьего трубчатого компонента (2; 2') расположены две охватывающие резьбовые зоны (20; 20'). Одна из двух охватываемых резьбовых зон (10; 30) может взаимодействовать путем свинчивания с одной из двух охватывающих резьбовых зон (20, 20'), в то время как другая охватываемая резьбовая зона может взаимодействовать путем свинчивания с другой охватывающей резьбовой зоной. Охватываемый конец (1) первого трубчатого компонента, а также соответствующий охватывающий конец (2) третьего трубчатого компонента содержат средства для обеспечения свободного вращения (11, 21). В конце ввинчивания указанной охватываемой резьбовой зоны (10) в указанную охватывающую резьбовую зону (20) трубчатые компоненты, на которых расположены указанные охватываемая и охватывающая резьбовые зоны, могут свободно вращаться относительно друг друга. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Резьбовое соединение // 2530689

Изобретение относится к резьбовым соединениям для геологоразведочных работ или эксплуатации на углеводородных скважинах. Резьбовое соединение содержит первый компонент, содержащий охватываемый конец с резьбовой зоной, расположенной на его внешней периферийной поверхности, и второй компонент, содержащий охватывающий конец с резьбовой зоной, расположенной на его внутренней периферийной поверхности. Резьбовая зона охватываемого конца ввинчена в резьбовую зону охватывающего конца. Резьбовые зоны содержат соответствующие охватываемые и охватывающие витки резьбы, которые содержат основание, вершину, стыковочную боковую сторону и нагрузочную боковую сторону. В нагрузочной боковой стороне резьбовой зоны охватывающего конца и/или охватываемого конца соответственно рядом с основанием расположен паз, а также имеется выступ, который выступает из нагрузочной боковой стороны резьбовой зоны охватываемого конца и/или соответственно из охватывающего конца. Рядом с вершиной данный выступ содержит выпуклую поверхность и вогнутую поверхность. В соединенном состоянии между вогнутой поверхностью и пазом присутствует радиальный зазор, а между концом выступа и дном паза присутствует осевой зазор. Изобретение повышает надежность резьбового соединения. 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Герметичное резьбовое соединение для обсадных труб // 2536730

Герметичное резьбовое соединение для обсадных труб из непластифицированного поливинилхлорида содержит охватываемый и охватывающий элементы с трапецеидальным профилем резьбы, причем охватывающий конец трубы содержит удлиненный раструб с внутренним диаметром на величину двойной высоты профиля резьбы меньше, чем наружный диаметр охватываемого элемента. Резьба на охватываемом и охватывающем элементе имеет конусные участки, кроме того, перед первым витком резьбы труба имеет заходный поясок, выполненный в виде конуса. Дополнительная герметичность резьбового соединения обеспечивается за счет резинового уплотнительного кольца, устанавливаемого за наружной резьбой охватываемого элемента и прилегающего к ровной цилиндрической части заходного пояска внутренней резьбы охватывающего элемента. Технический результат заключается в повышении прочности и устойчивости резьбового соединения к осевым и радиальным нагрузкам, а также обеспечении герметичности резьбового соединения. 4 ил.

Буровое долото для ударного бурения горной породы // 2543395

Группа изобретений относится к буровому долоту для ударного бурения горной породы и к его использованию. Технический результат заключается в увеличении прочности и устранении слабости соединительной муфты долота. Буровое долото содержит бурильную головку, соединительную муфту, имеющую первый конец и соединенную с бурильной головкой первым концом, расточку, проходящую аксиально через соединительную муфту от ее второго конца к первому концу и снабженную внутренней цилиндрической охватывающей резьбой для соединения с соответствующей наружной цилиндрической охватываемой резьбой бурильной штанги, и ударную поверхность для упора в концевую поверхность бурильной штанги, выполненную на дне расточки и проходящую перпендикулярно продольной оси бурового долота. Каждое поперечное сечение расточки между ударной поверхностью и частью расточки, где охватывающая резьба имеет полный профиль, имеет площадь меньше площади поперечного сечения расточки на части расточки, где охватывающая резьба имеет полный профиль. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Резьбовое соединение бурильных труб // 2549620

Изобретение относится к бурильным трубам, применяемым при высокочастотном алмазном бурении со съемным керноприемником. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности функционирования бурильной колонны как при бурении, так и в процессе спускоподъемных операций. Площадь упорного торца муфты резьбового соединения в предельно изношенном состоянии равна площади опасного сечения ниппеля, умноженной на коэффициент оптимального напряжения предварительной затяжки и одновременно площади упорного торца ниппеля, благодаря чему обеспечиваются оптимальные значения основных параметров соединения. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Скважинный инструмент с герметизированным каналом, проходящим через множество секций // 2549644

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к системе и соответствующему способу добычи углеводородов из нескольких поземных пластов, а также к смешиванию или к одновременному извлечению таких углеводородов. Скважинный инструмент состоит из нескольких трубчатых секций, соединяемых новой безрезьбовой линейной соединительной системой. Внутри цилиндрических стенок соседних стенок обеспечен канал для электрических проводников для соединения электронных компонентов в различных секциях инструмента. Уплотнительные втулки и другие уплотнительные элементы, расположенные в канале для электрических проводников, обеспечивают поддержание атмосферного давления для электрических компонентов внутри инструмента. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 14 ил.